多态 虚函数

多态 虚函数

文章目录

多态实 *** 代码

深度剖析 纯虚函数和抽象类

代码实 *** 虚析构和纯虚析构

代码实 ***
指针是4个字节
类中的非静态成员函数存储区域不同，空类是1个字节。
继承下来的东西所有东西都是一样的除了private域。

多态

我觉得多态的基本是在于C++中支持基类的引用可以指向派生类。

实 *** 代码

#include 
using namespace std;

//多态分为两类(多种状态)

class Animal {
	public:
		//虚函数
		virtual void speak() {
			cout << "动物在说话" << endl;
		}

};

class Cat: public Animal {
	public:
		void speak() {
			cout << "小猫在说话" << endl;
		}
};

class Dog: public Animal {
	public :
		void speak() {
			cout << "小狗在说话" << endl;
		}

};

//地址早绑定 不管传什么动物都会走animal中的函数
//但是我们想要的是让猫说话 这时就需要使用到我们的动态多态了 让地址晚绑定 即在运行阶段绑定 在父类的函数前加virtual
void doSpeak(Animal &animal) {//Animal的引用指向子类对象
//允许父子的类型转换
	animal.speak();
}

//执行让猫说话


void test1() {
	Cat cat;
	doSpeak(cat);
	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}

int main() {
	test1();
}

深度剖析

其实多态的底层实现也很容易理解。
在基类Animal没有加virtual的时候，可以看作一个空类大小为1，因为内部函数与类的存储不是在一个区域。当加了virtual的时候，类的大小会变成4.这4个字节的大小是指针(vfptr)的大小，它提供了一个指向 & Animal::speak()，这个往往会有一个vftable存储。
当我们在后面的Cat类、Dog类中继承Animal类的时候，这个时候会有完全相同的内容，vfptr与vftable也是相同的，当我们改写了speak时，Cat中的vftable就会重新指向对应的speak了。

纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容。
因此我们可以将父类中的函数变为纯虚函数

格式为virtual 返回值类型 函数名 (参数列表) = 0 ;
当这个类中有一个纯虚函数时这个类就叫做抽象类。

抽象类的特点：
无法实例化对象；
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类；

代码实 ***

#include 
using namespace std;

//纯虚函数和抽象类
class base {
	public:
		virtual void func() = 0;
		//变为纯虚函数 类变成抽象类

};
//抽象类是无法实例化对象的 不管是栈区还是堆区
//抽象类的子类必须重写父类中的纯虚函数 否则也是抽象类 无法实例化

class Son: public base {
	public:
		void func() {
			cout << "老子要回家" << endl;
		}
};

void test01() {
	base *p = new Son;
	//基类的指针是可以指向派生类的
	p->func();
}



int main() {
	test01();
}

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码，就会造成内存的泄露。

解决方法是讲父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构。

如果是纯虚析构那么基类同样是抽象类。

代码实 ***

#include 
using namespace std;
//虚析构以及纯虚析构


class Animal {
	public:
		Animal() {
			cout << "Animal的构造函数调用" << endl;

		}
		virtual ~Animal() {
			cout << "Animal的析构函数调用" << endl;

		}
		virtual void speak() = 0;
};

class Cat: public Animal {
	public:
		Cat(string name) {
			cout << "Cat构造函数调用" << endl;
			N_name = new string(name);
		}
		void speak() {
			cout << *N_name << "小猫在说话" << endl;
		}
		string *N_name;
		~Cat() {
			if (N_name != nullptr) {
				cout << "Cat的析构函数调用" << endl;
				delete N_name;
				N_name = nullptr;
			}
		}
};

void test01() {
	Animal *p = new Cat("Tom");
	p->speak();
	//父类的指针在析构的时候不会调用子类中的析构函数
	//导致子类如果有堆区属性会出现内存的泄露
	delete p;
}

int main() {
	test01();
}